Способ контроля положения фокуса сканирующего светового пучка Советский патент 1989 года по МПК G01M11/00 

.Изобретение относится к технике оптических сканирующих систем и может быть применено в устройствах ввода-вывода информации.

Цель изобретения - повышение точности измерений положения фокуса сканирующего светового пятна.

На чертеже показана функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

стоянии Д от последней). Период интерференционной картины, появляющейся в зоне 8 интерференции порядков дифракции, определяется условием

Р Д1 -Щ К/А- 2

При смещении светового пятна по дифракционной решетке 7 интерференционные полосы будут смещаться. Объектив 9

Устройство содержит источник 1 света, 10 сведения сводит одну из зон 8 интерференколлиматор 2, дефлектор 3, фокусирующий объектив 4, светоделитель 5, жестко связанный с плоскостью 6 сканирования и дифракционной решеткой 7, ориентированной так, что ее штрихи перпендикулярны направлению сканирования, зоны 8 интерференции 0-го и ±1-го порядков дифракции, обьекшв 9 сведения, фотоприемники 10 и 11 и фазовый детектор 12.

Устройство работает следующим образом.

Световой пучок от источника 1 света проходит коллиматор 2. При этом диаметр светового пучка определяется из условия возникновения интерференционной картины

ции в область фотоприемников 10 и 11, на выходе каждого из которых появляется сигнал

15

2ч

U, P5 sm(x+vt) ,

иг

(3)

20

где v - скорость смещения интерференционной картины; Ј - амплитуда сигнала; х,хв,Хн- соответственно величины смещения верхняя и нижняя ;раницы; После преобразования это выражение имеет вид

5 4-й Я ИМ,-Nzi/(F-d) Следовательно, амплитуда переменной

при наложении порядков дифракции и из 25 составляющей на выходе фазового детектора

пропорциональна изменению пространс вен- ного положения .

Формула изобретения

условия обеспечения заданного размера пятна в плоскости 6 сканирования:

D Fvo-Do/ao ,- N2|/d

где F -- фокусное расстояние объектива; уо - угол расходимости лазерного пучка; DO - диаметр лазерного пучка; ото - размер сканирующего светового

пятна;

i и N2 -- номера интерференционных порядков дифракции; /. - длина волны излучения; d - период дифракционной решетки 7. Далее световой пучок попадает на дефлектор 3, апертура которого удовлетворяет условию (I). Затем, пройдя фокусирующий объектив 4 и расщепляясь на светоделителе 5, световой пучок фокусируется в плоскости 6 сканирования и вблизи плоскости дифракционной решетки 7 {на расСпособ контроля поло/кения фокуса сканирующего светового пучка, при котором положение фокуса определяю; по электрическому сигналу, пропорциональном}1 освещенности на фотоприемнике, отличающийся

„тем, что, с целью повышения точности, вблизи плоскости фокусировки осуществляют дифракционное разделение пучка и дополнительное измерение электрического сигнала, пропорционального освещенности на втором фотоприемнике, а о положении фокуса судят

40 по пропорциональному изменению разности фаз электрических сигналов от двух различных участков интерференционной картины, снимаемых с фотоприемников.

стоянии Д от последней). Период интерференционной картины, появляющейся в зоне 8 интерференции порядков дифракции, определяется условием

Р Д1 -Щ К/А- 2

При смещении светового пятна по дифракционной решетке 7 интерференционные полосы будут смещаться. Объектив 9

сведения сводит одну из зон 8 интерференсведения сводит одну из зон 8 интерференции в область фотоприемников 10 и 11, на выходе каждого из которых появляется сигнал

2ч

U, P5 sm(x+vt) ,

иг

(3)

где v - скорость смещения интерференционной картины; Ј - амплитуда сигнала; х,хв,Хн- соответственно величины смещения верхняя и нижняя ;раницы; После преобразования это выражение имеет вид

5 4-й Я ИМ,-Nzi/(F-d) Следовательно, амплитуда переменной

составляющей на выходе фазового детектора

Способ контроля поло/кения фокуса сканирующего светового пучка, при котором положение фокуса определяю; по электрическому сигналу, пропорциональном}1 освещенности на фотоприемнике, отличающийся

тем, что, с целью повышения точности, вблизи плоскости фокусировки осуществляют дифракционное разделение пучка и дополнительное измерение электрического сигнала, пропорционального освещенности на втором фотоприемнике, а о положении фокуса судят

0 по пропорциональному изменению разности фаз электрических сигналов от двух различных участков интерференционной картины, снимаемых с фотоприемников.

Изобретение относится к технике оптических сканирующих систем и может быть применено в устройствах ввода-вывода информации. Целью изобретения является повышение точности измерений положения фокуса сканирующего светового пятна за счет изменения периода интерференционной картины, получаемой с помощью дифракционной решетки 7 при изменении расстояния между фокусом и дифракционной решеткой. Изменение разности фаз сигналов двух фотоприемников 10, 11, которые освещены интерференционной картиной, пропорционально изменению положения фокуса относительно дифракционной решетки и плоскости сканирования. 1 ил.

Составитель Н Лыкашева

Ре ыктор А Лежнина Заказ 2819/39

Корректор А Подписное

Техред И Верес Тираж 789

ВНИИПИ Гос,дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК.НТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент, г Ужгород, л Гагарина, 101

Корректор А Подписное